CN114621562A - 一种导电玻纤增强pbt及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利是一种具有导电效果的玻纤增强PBT材料及其制备方法，由下述重量份的组分组成：聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～65份；导电助剂：5～7份；抗氧剂：0.1～0.3份；润滑剂：0.1～0.2份；玻璃纤维：30份。该材料具有良好的导电性能，能够满足了一些特定领域对材料导电的要求。

Description

一种导电玻纤增强PBT及制备方法
技术领域
本发明专利涉及PBT制造领域，尤其是一种具有导电效果的玻纤增强PBT材料。
背景技术
普通玻纤增强PBT制品在使用过程中，尤其是在干燥的环境下，很容易产生静电，如果聚集在塑料制件表面的静电得不到及时的释放，在接触时会产生静电的释放，不仅会导致电击，甚至形成的火花可能会引起火灾，尤其是在加油站和加气站等特殊场所，静电的危害更为严重。其次，塑料外壳聚集的静电还会影响其内部电子元件故障，导致其功能丧失。总之，静电的积累所带来的危害严重影响了生活、生产和日常工作，甚至有时还会引起火灾和***。
导电PBT材料的专利已有申请，公开(公告)号：CN201710601982.3一种阻燃导电PBT复合材料及其制备方法，采用不锈钢纤维和导电炭黑复配的方式获得导电的效果，但其表面电阻率最小可以到105Ω·cm，并且其拉伸强度最大为79MPa。其表面电阻和拉伸强度达不到很多产品需要的性质。
公开(公告)号：CN201611155695.6一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料及其制备方法，通过研究黄铜纤维、碳纤维和碳纳米管的协同作用获得导电的效果，但导电剂的添加量高达20份以上，成本较高。
发明方案
一种导电玻纤增强PBT材料及其制备方法，由下述重量份的组分组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～65份；
导电助剂：5～7份；
抗氧剂：0.1～0.3份；
润滑剂：0.1～0.2份；
玻璃纤维：30份。
更进一步的，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)，其密度为1.30-1.32，熔点220-230℃，黏度为0.86-1.05d1/g。
更进一步的，所述的导电助剂为碳纳米管。
更进一步的，所述的抗氧剂为有机受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂一种或两种混合。
更进一步的，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或蒙旦腊。
更进一步的，所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，纤维直径11μm-13μm，长度3.0-4.5mm，均经过偶联剂处理，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
更进一步的，其制备方法，包含以下步骤：
1)按照聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～65份；导电助剂：5～7份；抗氧剂：0.1～0.5份；润滑剂：0.1～2份；玻璃纤维：30份称取重量，将聚对苯二甲酸乙二醇酯、导电助剂、抗氧剂、润滑剂加入搅拌锅中，在200-300rpm的转速下搅拌3-5分钟，混合均匀，得到混合物料；
2)将混合物料从主喂料加入双螺杆挤出机，从双螺杆挤出机的侧喂料加入玻璃纤维，所述双螺杆挤出机的料筒温度控制在200～245℃，螺杆转速300-400转/分，可以调节双螺杆挤出机主喂料下料量与侧喂料下料量的比例调节玻璃纤维含量。
一种导电玻纤增强PBT材料，挤出机温度为第1段0摄氏度，第2段200摄氏度，第3段230摄氏度，第4段250摄氏度，第5段250摄氏度，第6段240摄氏度，第7段235摄氏度，第8段230摄氏度，第9段230摄氏度，第10段230摄氏度，机头段235摄氏度。
本发明的有益效果在于：
所述一种导电玻纤增强PBT材料，不仅其强度高于市场普通玻纤增强PBT产品，而且还具备普通玻纤增强PBT材料所不具备的导电性，适用于要求不能产生静电或导电的特定领域。相对比现有技术，本技术方案表面电阻率可以达到102Ω·cm～103Ω·cm，远高于CN201710601982.3一种阻燃导电PBT复合材料及其制备方法，中的105Ω·cm，本专利拉伸强度为135MPa远高于上述专利79MPa。
我们添加碳纳米管作为导电助剂仅为7单位以下远低于CN201611155695.6一种抗热氧老化阻燃导电PBT复合材料及其制备方法中添加20份以上，本专利方案添加量低，不仅综合成本低，而且提高了材料的强度。原材料选择黏度在0.86～1.05d1/g的中低黏度PBT树脂，赋予材料良好的流动性，易于注塑加工。玻纤选用单丝直径11-13μm的无碱短切玻璃纤维，在材料中保持较高的长径比，经过偶联剂处理的表面使得其与树脂结合的更牢固，充分提高了材料物理性能。
采用同向双螺杆挤出机，电机功率大、扭矩高、温控精准，保证了挤出的传动力和才料的稳定行。抽真空***能有效抽走体系中或挤出过程中产生的小分子物质，保证了材料的稳定性。
综上所述，通过对原材料及助剂的创新选择，挤出工艺的创新，生产出了一种导电玻纤增强PBT材料，满足率特定领域的需求。
具体实施方式
实施例1一种导电玻纤增强PBT及制备方法为
(1)称取65份PBT、5份碳纳米管、0.1份1076、0.2份168、0.2份蒙旦蜡(OP-Wax)、30份玻璃纤维ECS303-3-H；
(2)将步骤(1)中除玻璃纤维以外的组份在300rpm转速的混料锅中混合5分钟得到的混合料从挤出机主喂料口喂料，玻璃纤维从侧喂料加入，按照表1的工艺挤出造粒，即得到PBT复合材料S1。
更进一步的，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)，其密度为1.30-1.32，熔点220-230℃，黏度为0.86-1.05dl/g。
实施例2
一种导电玻纤增强PBT及制备方法为
(1)称取64份PBT、6份碳纳米管、0.05份1076、0.05份168、0.15份蒙旦蜡(0P-Wax)、30份玻璃纤维ECS303-3-H；
(2)将步骤(1)中除玻璃纤维以外的组份在200rpm转速的混料锅中混合5分钟得到的混合料从挤出机主喂料口喂料，玻璃纤维从侧喂料加入，按照表1的工艺挤出造粒，即得到PBT复合材料S2。
更进一步的，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)，其密度为1.30-1.32，熔点220-230℃，黏度为0.86-1.05dl/g。
实施例3
一种导电玻纤增强PBT及制备方法为
(1)称取60份PBT、7份碳纳米管、0.1份1076、0.1份168、0.1份乙撑双硬脂酰胺、30份玻璃纤维ECS303-3-H；
(2)将步骤(1)中除玻璃纤维以外的组份在250rpm转速的混料锅中混合3分钟得到的混合料从挤出机主喂料口喂料，玻璃纤维从侧喂料加入，按照表1的工艺挤出造粒，即得到PBT复合材料S3。
更进一步的，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)，其密度为1.30-1.32，熔点220-230℃，黏度为0.86-1.05dl/g。
对比例1
(1)称取70份PBT、0.1份1076、0.2份168、0.2份OP-Wax、30份玻璃纤维ECS303-3-H；
(2)将步骤(1)中除玻璃纤维以外的组份在Orpm转速的混料锅中混合5分钟得到的混合料从挤出机主喂料口喂料，玻璃纤维从侧喂料加入，按照表1的工艺挤出造粒，即得到PBT复合材料C1。
表1：挤出机生产工艺参数设定表
Figure BDA0002829667200000061
将上述实施例1-3及对比例1制备的PBT复合材料用注塑机制成样条进行测试，测试数据见表2。
表2：实施例1-3及对比例1的物理性能及表面电阻率
Figure BDA0002829667200000071
从表2中实施例1-3及对比例1的物理性能及表面电阻率测试数据可以看出，实施例的拉伸强度比对比例高出20MPa左右，实施例的悬臂梁缺口冲击强度同对比例持平甚至略高，实施例的表面电阻率远远低于对比例的1013Ω·cm，满足了特定领域带材料导电的需求。
以上仅是为说明本发明所列举的实例，其内容并不限定本发明所受保护的范围，按照本专利所阐述的设计思路、原材料不同牌号的替代及数量的变化均在本专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导电玻纤增强PBT材料及其制备方法，其特征在于，由下述重量份的组分组成：
聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～65份；
导电助剂：5～7份；
抗氧剂：0.1～0.3份；
润滑剂：0.1～0.2份；
玻璃纤维：30份。
2.根据权利要求1所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PBT)，其密度为1.30-1.32，熔点220-230℃，黏度为0.86-1.05d1/g。
3.根据权利要求1所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，所述的导电助剂为碳纳米管。
4.根据权利要求1所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，所述的抗氧剂为有机受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂一种或两种混合。
5.根据权利要求1所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或蒙旦腊。
6.根据权利要求1所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，纤维直径11μm-13μm，长度3.0-4.5mm。
7.根据权利要求6所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，所述的无碱短切玻璃纤维均经过偶联剂处理，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，制备方法包含以下步骤：
1)按照聚对苯二甲酸乙二醇酯：60～65份；导电助剂：5～7份；抗氧剂：0.1～0.5份；润滑剂：0.1～2份；玻璃纤维：30份称取重量，将聚对苯二甲酸乙二醇酯、导电助剂、抗氧剂、润滑剂加入搅拌锅中，在200-300rpm的转速下搅拌3-5分钟，混合均匀，得到混合物料；
2)将混合物料从主喂料加入双螺杆挤出机，从双螺杆挤出机的侧喂料加入玻璃纤维，挤出得到一种导电玻纤增强PBT材料。
9.根据权利要求8所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，步骤2)中所述双螺杆挤出机的料筒温度控制在200～245℃，螺杆转速300-400转/分。
10.根据权利要求8所述的一种导电玻纤增强PBT材料，其特征在于，挤出机温度为第1段0摄氏度，第2段200摄氏度，第3段230摄氏度，第4段250摄氏度，第5段250摄氏度，第6段240摄氏度，第7段235摄氏度，第8段230摄氏度，第9段230摄氏度，第10段230摄氏度，机头段235摄氏度。
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